8.1.2功率(两课时)-【点石成金系列】2020-2021学年高中物理课件（2019人教版必修第二册）

§8.1.2 专题 机车启动 机车启动 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 首先：机车启动一定符合 F牵 F阻 机车启动 F牵 FN G F阻 汽车的瞬时功率 汽车的牵引力 汽车的瞬时速度 汽车在行驶的过程中，发动机的最大功率等于额定功率。 P = F v ① 并且：机车启动的加速度 ★注：F阻一定（有时候写为f） F牵 FN G F阻 机车启动 F牵-F阻=ma ② 机车的两种启动方式 两种启动 汽车启动（加速运动）的情况有两种： 1、以额定功率P额（或恒定功率）启动; 2、在恒定的牵引力F（或恒定的加速度a）作用下启动。 功率P 一定 牵引 力F 速度v 阻力F阻不变 加速度 a 加速度a减小的加速直线运动（变加速直线运动） 达到最大速度vm 有P额=F牵vm =F阻vm F=F阻时 a=0 匀速直线运动 1.当F牵=F阻时速度最大vm 2.先变加速再匀速 3.汽车启动过程始终满足： P瞬=P额=F牵v 保持vm 匀速 1、以额定功率P额（或恒定功率）启动 4.汽车启动结束满足： P额=F牵vm =F阻vm 5.从能的角度看： 机车以恒定功率启动的v－ t 图 先做加速度逐渐减小的变加速直线运动，最终以速度 做匀速直线运动。 vm＝ F阻 P v t 0 vm 记住两个重要关系式 （1）瞬时加速度公式: a = m F阻 P v （2）最大速度公式 vm＝ F阻 P 发动机做的功只能用W =Pt计算，不能用W =Fl计算（因为F为变力） V t t P 0 Vm t加 t加 t加 t F O 0 t a 机车以恒定P启动的各种 图像 t加 质量为m＝5×103 kg的汽车在水平公路上行驶，阻力是车重的0.1倍．让车保持额定功率为60 kW，从静止开始行驶，求(g取10 m/s2)： (1)汽车达到的最大速度vmax； (2)汽车车速v1＝2 m/s时的加速度． (3)汽车的加速度a=2 m/s2时的速度． 例1 加速度a一定 速度v v=at 牵引力不变 匀加速直线运动 加速度a减小的加速直线运动（变加速直线运动） 功率P P<P额，继续匀加速 保持P额 继续加速 达到P额时（P= P额） F>F阻（a≠0） 牵引力F 速度v 阻力F阻不变 加速度a 达到最大速度vm有P额=F牵vm =F阻vm F=F阻时 a=0 匀速直线运动 保持vm匀速 2、在恒定的牵引力F′（或恒定的加速度a）作用下启动 加速度a一定 速度v v=at 牵引力不变 匀加速直线运动 达到最大速度vm 加速度a减小的加速直线运动（变加速直线运动） 功率P P<P额，继续匀加速 v F a 保持P额继续加速 达到P额时（P= P额） F>F阻（a≠0） 1.当F牵=F阻时速度最大vm 2.先匀加速再变加速最后匀速 简化为： 3.汽车匀加速直线运动阶段满足： P瞬=F′牵v ＜P额 4.汽车在匀加速直线运动结束时，达到额定功率： P瞬=P额=F′牵v 5.汽车启动结束满足： P额=F牵vm =F阻vm 机车以恒定加速度启动的v－ t 图 先做匀加速直线运动，再做加速度逐渐减小的变加速直线运动，最终以速度 做匀速直线运动。 v t 0 Vm＝ F阻 P额 vm 做匀加速运动只能维持一段时间,在这段时间内牵引力的功率随时间的增大而增大,当增大到额定功率时,匀加速运动结束。 t1 v1 求t1三步法： （1）求F′牵： （2）求v1： P=F′牵v1 （3）求t1： v1 =at1 V t t F O P t 0 机车以恒定a启动的各种图像 a t 0 t加 t加 t加 t加 t1 t1 t1 t1 v1 vm P额 F′牵 例1.质量为5t的汽车,额定功率为P=90kW,设汽车运动时阻力恒为车重的0.05倍。 （1）求汽车沿水平道路行驶的最大速度? （2）设汽车由静止起沿水平道路做匀加速直线运动,加速度a=0.4m/s2,求汽车维持这一加速度行驶的最长时间(g=10m/s2) （1）∵m=5000kg, P=9.0×104 W f=kmg=0.05×5000×10=2.5×103N ∵Pm=fvm ∴vm=Pm／f =9.0×104／2.5×103 m/s=36 m/s 【解】 根据牛顿第二定律有: F–f=ma F=f+ma=4.5×103N 匀加速运动完毕时有:P=Pm ∵Pm=Fv ∴v=Pm／F=9.0×104 ／4.5×103m/s=20m/s （2）汽车做匀加速直线运动完毕时